HJ 605-2011 土壤和沉积物 挥发性有机物的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法
1. 一句话概括
Section titled “1. 一句话概括”HJ 605-2011 规定了用吹扫捕集/气相色谱-质谱法（P&T/GC-MS）测定土壤和沉积物中 37 种 VOCs 的方法，使用 DB-624 色谱柱（60 m × 0.25 mm × 1.4 μm）分离，质谱检测器（EI 源，70 eV）检测，SCAN 或 SIM 模式定性定量，方法检出限为 0.03～2.97 μg/kg，适用于土壤环境监测和污染场地调查领域。
2. 方法原理与适用范围
Section titled “2. 方法原理与适用范围”HJ 605-2011 是中国环境保护行业标准，规定了土壤和沉积物中 37 种 VOCs 的吹扫捕集/气相色谱-质谱测定方法，涵盖挥发性卤代烃、苯系物和氯代苯类化合物。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 适用范围 | 土壤、沉积物及固体废物浸出液 |
| 目标化合物 | 37 种 VOCs（卤代烃、苯系物、氯代苯） |
| 方法检出限 | 0.03～2.97 μg/kg（干重计） |
原理：样品在 40 °C 下以高纯氦气吹扫 11 min，VOCs 被吹脱并由捕集阱（Tenax/硅胶/活性炭复合填料）吸附富集；快速加热至 190 °C 解吸 2 min，解吸组分随载气进入 GC-MS 分离检测。
3. 仪器与配置
Section titled “3. 仪器与配置”表 1：行业通用配置
| 仪器模块 | 推荐规格 |
|---|---|
| 吹扫捕集装置 | 吹扫 40 °C/11 min/40 mL/min |
| 气相色谱仪 | 柱箱控温 ±0.1 °C，多阶程序升温 |
| 色谱柱 | DB-624，60 m × 0.25 mm × 1.4 μm |
| 质谱检测器 | EI 源 70 eV，SCAN 33～270 amu |
| 进样系统 | 分流/不分流，200 °C |
表 2：深度优化方案
| 仪器模块 | 优化配置 | 性能提升 |
|---|---|---|
| 气相色谱仪 | 智恒 GC-2020 气相色谱仪 | 柱箱控温 ±0.05 °C，满足多阶程序升温精确控制 |
| 吹扫捕集接口 | 智恒 GC-2020 配套吹扫捕集接口 | 传输管线全程伴热 190 °C，消除冷点吸附损失 |
| 质谱检测器 | 四极杆 MSD，EI 源 | 本底真空度 1×10⁻⁵ Torr 以下 |
吹扫捕集对传输管线温度一致性要求较高——智恒 GC-2020 气相色谱仪配备全程伴热解吸接口，传输管线稳定维持在 190 °C，确保解吸组分无冷点损失地进入色谱分离系统。
4. 色谱条件
Section titled “4. 色谱条件”| 参数 | 设定值 |
|---|---|
| 色谱柱 | DB-624，60 m × 0.25 mm × 1.4 μm |
| 进样口温度 | 200 °C |
| 载气 | 高纯氦气（≥99.999%），恒流 1.0 mL/min |
| 吹扫条件 | 40 °C，11 min，40 mL/min |
| 解吸条件 | 190 °C，2 min |
| 烘烤条件 | 200 °C，10 min |
| 检测器 | MSD，EI 源 70 eV，SCAN 33～270 amu |
升温程序：初始 35 °C 保持 2 min → 以 5 °C/min 升至 120 °C → 以 12 °C/min 升至 220 °C 保持 2 min。35 °C 起始使低沸点化合物在柱头聚焦，5 °C/min 慢速升温确保充分分离，220 °C 终温有效洗脱高沸点氯代苯。
5. 样品采集与处理
Section titled “5. 样品采集与处理”容器：40 mL VOA 棕色玻璃瓶，内衬 PTFE 垫片螺旋盖密封。
采样步骤：①瓶内预加约 5 mL 蒸馏水减小顶空；②专用取样器采集土壤，避免气泡；③填满至瓶口呈凸面，立即旋紧密封；④每点采集两份平行样及运输空白、全程序空白；⑤标识编号、日期和深度。
保存：4 °C 冷藏避光运输，7 天内完成分析。分析前恢复室温，取约 5 g 样品（精确至 0.01 g）置于吹扫瓶中，加入内标和替代物后立即上机。
6. 定量分析
Section titled “6. 定量分析”内标法定量。内标物为氟苯、氯苯-d5 和 1,4-二氯苯-d4，替代物为 4-溴氟苯。标准曲线至少 5 个浓度点，相关系数 ≥0.995。
| 化合物类别 | 代表组分 | 内标物 |
|---|---|---|
| 低沸点卤代烃 | 二氯甲烷、氯仿、四氯化碳 | 氟苯 |
| 中沸点苯系物/卤代烃 | 苯、甲苯、三氯乙烯 | 氯苯-d5 |
| 高沸点氯代苯 | 氯苯、1,4-二氯苯 | 1,4-二氯苯-d4 |
| 参数 | 范围 |
|---|---|
| MDL | 0.03～2.97 μg/kg |
| MQL | 0.12～11.9 μg/kg |
校准曲线每日分析前校核，各浓度点回测相对偏差应在 20% 以内。
7. 质量控制
Section titled “7. 质量控制”| 质控项目 | 要求指标 | 频次 |
|---|---|---|
| 空白分析 | 目标物浓度低于 MDL | 每批至少 1 个 |
| 平行样 | 相对偏差 ≤30% | 每批 ≥10% |
| 基体加标 | 回收率 70%～130% | 每批 ≥10% |
| 替代物回收率 | 70%～130% | 每批全部样品 |
| 校准曲线校核 | 各点偏差 ≤20% | 每 24 h |
8. 色谱图特征
Section titled “8. 色谱图特征”标准涵盖的 37 种 VOCs 在 DB-624 色谱柱上按沸点和极性顺序出峰：
| 序号 | 化合物 | 沸点（°C） | 特征离子（m/z） |
|---|---|---|---|
| 1 | 二氯甲烷 | 40 | 49, 84 |
| 2 | 氯仿 | 61 | 83, 85 |
| 3 | 四氯化碳 | 77 | 117, 119 |
| 4 | 苯 | 80 | 78 |
| 5 | 三氯乙烯 | 87 | 95, 130, 132 |
| 6 | 甲苯 | 111 | 91, 92 |
| 7 | 乙苯 | 136 | 91, 106 |
| 8 | 间/对-二甲苯 | 139 | 91, 106 |
关键分离对包括氯仿与四氯化碳、乙苯与间/对二甲苯。DB-624 固定相对苯系物异构体分离度均大于 1.0。
9. 应用范围
Section titled “9. 应用范围”- 土壤环境质量监测：常规土壤背景调查和例行监测中的 VOCs 含量测定；
- 污染场地调查评估：工业用地、化工场地及垃圾填埋场挥发性有机污染普查；
- 修复效果评价：污染土壤修复前后 VOCs 浓度对比，评估修复工程实施效果；
- 固体废物检测：固体废物及其浸出液中 37 种 VOCs 的浸出毒性鉴别；
- 环境应急监测：突发环境事件中土壤基质的挥发性有机污染物快速筛查。
10. 常见问题
Section titled “10. 常见问题”HJ 605-2011 标准中为什么要求使用内标法定量？
内标法可校正进样量波动、仪器响应变化和基质效应。标准推荐的氟苯、氯苯-d5 和 1,4-二氯苯-d4 覆盖不同沸点范围，通过响应比值计算浓度，准确度和精密度优于外标法。
吹扫捕集过程中如何避免样品交叉污染？
每批样品之间进行空白分析，每个样品完成后自动烘烤捕集阱（200 °C，10 min）。每运行 10 个样品检查一次替代物回收率，超出控制范围时重新校准。
土壤样品在采集和保存时需要注意哪些关键环节？
使用 40 mL VOA 棕色玻璃瓶，预加 5 mL 蒸馏水。4 °C 冷藏避光，7 天内分析。每点采集两份平行样和全程序空白。